پایان نامه طراحی و ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ 1KW پالسی با فرکانس 100KHZ جهت تولید پلاسما در راکتور GTL

پایان نامه طراحی و ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ 1KW پالسی با فرکانس 100KHZ جهت تولید پلاسما در راکتور GTL

چکیده

با توجه به بحث پلاسما و نانو تکنولوژی و کاربرد آن در مهندسی قدرت : Application of nontechnology and plasma in power system که در مرزهای دانش روز است ، در دستگاهها وتجهیزات مربوط به پلاسما و نانوتکنولوژی نیاز مبرم به منابع تغذیه الکتریکی قابل کنترل ( ولتاژ و جریان ) می باشد. 1 با ولتاژ خروجی KW هدف از این پروژه ، طراحی وساخت منبع تغذیه سوئیچینگ 100 می باشد که به منظور اتصال به یک راکتور KHz پالسی که دارای فرکانس کاری حدود جهت تبدیل گاز متان به بنزین ، می باشد . ، (GTL) پلاسمایی الکتریکی برای ایجاد پلاسما در راکتور مورد نظر ، تخلیه ، توسط منبع تغذیه ولتاژ – فرکانس بالا که به الکترودهای راکتور اتصال داده صورت میگیرد . می شوند برای با توجه به نوع و غلظت ماده ورودی به داخل راکتور و تعیین نوع مایع یا گاز خروجی از آن (سیکل وظیف ه) ولتاژ و تغییر پهنای پالس دامنه منبع تغذیه مورد نیاز باید قابلیت تغییر ، t ) ) و نیز قابلیت تغییر فرکانس را دارا باشد . یک منبع تغذیه ولتاژ -فرکانس بالا و ساخت به طراحی پایان نامه ازاینرو در این با مشخصات (3-100)kHz 0-10 و فرکانس kv 1 پالسی با سیکل وظ یفه قابل نتظیم و تغییرات ولتاژ kw که بتواند شرایط ورده سازد پرداخته شده است. 

مقدمه

با توجه به افزایش روز افزون مصرف انرژی در جوامع صنعتی، لزوم به کارگیری روش هایی برای افزایش راندمان انرژی و کاهش مصرف به شدت احساس می شود . متان جزء اصلی گاز طبیعی است که امروزه به عنوان سوختی تمیز و نسبتا ” ارزان بکار می رود . حجم عظیم گاز طبی عی در جهان ( ۱۵۶ متر مکعب تا سال ۲۰۰۴ میلادی ) که حدود ۱۷ % آن در کشور عزیز ایران است و همچنین مزایای اقتصادی بسیار بالای تبدیل متان به دیگر سوخت ها و یا مواد شیمیایی با ارزش تر ، سبب گردیده تحقیقات گسترده تری نسبت به گذشته در طی دو دهه اخیر بر روی رو شهای تبدیل متان به سوختهای هیدروکربنی مایع ، اتیلن ، دی متیل اتر ، متانول ، و … متمرکز گردد . همچنین بدلیل غیر اقتصادی بودن انتقال گاز طبیعی به مراکز مصرف دور دست ، تبدیل متان به مواد واسطه پتروشیمیایی و ۱)) ، از دیرباز از – موسوم است (شکل ( ۱ ( Gas to Liquid ) GTL هیدروکربنهای مایع که به فرایند اهمیت بسزایی برخوردار بوده است . صنایع مبتنی بر پلاسما به دو دلیل برای این منظور بسیار مناسب هستند. 

اولا راندمان مصرف انرژی را افزایش می دهد و ثانیٌا در صنایعی که مقادیر بالای مصرف انرژی دارند، با استفاده از پلاسما ، این مقادیر مصرفی تا حد قابل توجهی کاهش می یابند . از دیگر مزایای استفاده از پلاسما، عدم ایجاد مشکلات زیست محیطی ناشی احتراق سوختهای فسیلی و تولید گازهای و … می باشند. Nox و Co گلخانه ای از قبیل 2 شکل زیر نمایش کلی یک دستگاه تبدیل گاز متان به بنزین که هدف پروژه است را نشان می دهد . 

بخش اول

تبدیل گاز متان به هیدروکربنهای سنگین ( تبدیل متان به بنزین )

کاربرد روش پلاسما درGTL 

فصل اول

مقدمه ای بر شناخت پلاسم 

گاز طبیعی نقش فزاینده ای در تامین انرژی بازی می کند. میزان ذخایر گاز طبیعی ومزایای زیست محیطی آن، کاربرد آن را در فعالیت های روبه رشد نظیر صنایع دقیق ونیز تولید برق مطلوب کرده است. با این حال هزینه های فنی مربوط به تولید، فراوری ومهمتر از آن انتقال گاز طبیعی بالا بوده وبه صورت عاملی باز دارنده ظاهر می .[ شود [ 1 دسترسی به توسعه پایدار در زمینه صنایع گاز جز در سایه تکنولوژی های نو با راندمان و اثر گذاری بالا واثرات زیست محیطی کمتر امکان پذیر نیست . به علت افزایش سهم مناطق دور از ساحل ١ ومناطق دارای شرایط سخت زیست محیطی انتقال گاز طبیعی از طریق خط لوله گاز به محل فرآوری ویا مصرف دارای توجیه اقتصادی نمی باشد. بنابراین جهت اقتصادی کردن بهره برداری از این مخازن باید صنایع فرآوری ٢ متان(قسمت عمده گاز . [ طبیعی )را در محل مخازن توسعه دهیم تکنیکهایی که در حال حاضر درمقیاس واحدهای بزرگ صنعتی در زمینه فرآوری گاز طبیعی مورد استفاده قرار می گیرند مبتنی بر دو روش تبدیل مستقیم و تبدیل غیر مستقیم متان می باشند، در می CO:H روش تبدیل غیر مستقیم متان بیش از ۵۰ تا ۶۰ % سرمایه گذاری صرف تولید مخلوطی از شود .در روش مستقیم از طریق زوج شدن حرارتی ویا زوج شدن اکسیدی در محفظه ای با فشار ودمای بالا متان به متانول ، استیلن، بنزین ، فرمالدهید و… تبدیل می شود . گزینه ای که در حال حاضر جهت حصول به تکنیکی با راندمان ونیز اثر گذاری بالا مورد توجه است بکارگیری پلاسمای ایجاد شده از تخلیه الکتریکی است. پلاسما، مشتمل بر پلاسمای غیر تعادلی 1 Offshore 2 Reforming site ۳. پلاسمای غیر تعادلی : به علت فشار پایین گاز فرکانس برخورد بین گونه های موجود در محیط پلاسما کم است ، بنابراین گونه ها به دمای تعادل در محیط پلاسما دست پیدا نمی کنند در این نوع پلاسما الکترونهای سبک تحت میدان اعمالی شتاب می گیرند و دمای تعادلی شان بسیار بیشتر از سایر گو نه های موجود در محیط است. و پلاسمای تعادلی ۴ می باشد.مخصوصا” پلاسمای غیر تعادلی با توجه به خصوصیات بسیار مطلوب 10 )، دارای پتانسیل خوبی ev ناشی از عدم تعادل حرارتی، یعنی الکترونهای با انرژی بسیار بالا (بالاتر از جهت تبدیل مستقیم متان می باشد .